Файл: Контрольная работа по предмету инновационные и перспективные технологии транспорта углеводородов раздел.doc

Скачать файл (0,21Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.12.2023

Просмотров: 191

Скачиваний: 10

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МиНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«тюменский государственный нефтегазовый университет»

Институт Транспорта

Кафедра «Транспорт углеводородных ресурсов»

Контрольная работа
по предмету

ИННОВАЦИОННЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПОРТА УГЛЕВОДОРОДОВ
раздел

Основные физические свойства нефти и газа,

Основные объекты магистрального транспорта нефти и газа

Выполнил: Васютков Е.Н.	Проверил:
Студент группы:	д.т.н., профессор
Вариант: 4	Земенков Ю.Д
Номер зачетной книжки:

Тюмень

ТюмГНГУ

2016

Задача 1.1.

Молярная масса газа равна М. Определить его плотность при t °С и абсолютном давлении р.

№ вар.	М	t, °С	р, Па
4.	18	215	9,51  10⁴

Решение:

Плотность газа при 0 °С и 1 атм может быть определена по его молярной массе М.

кг/м³,

ρ =

= 0,848 кг/м3,
где 22,41 м³ – объем одного моля любого газа при 0 °С и 1 атм.

Пересчет плотности с одних параметров состояния на другие можно произвести по формуле:

кг/м³,

где p1 и p2 – абсолютные давления газа; T1 и T2 – абсолютные температуры газа; z1 и z2 – коэффициенты сжимаемости газа, для идеального газа принимаем, z = 1.

кг/м³,

Ответ: ρ₂ = 0,422 кг/м³.
Задача 1.2.

Определить абсолютную плотность газовой смеси при следующем объемном составе: А % метана, В % этана и С % пропана при стандартных условиях и относительную плотность смеси по воздуху.

Молярные массы: Плотности при 20С и 1 атм:

метан 16,043 0,717

этан 30,07 1,344

пропан 44,097 1,967

воздух 28,96 1,206

№ вар.	А	В	С
4.	73	17	10

Решение:

Плотность газовой смеси определяется по правилу смешения:

где а₁, а₂, а₃, а_n – объемные концентрации компонентов смеси;

₁, ₂, ₃, _n – плотности компонентов смеси.

кг/м³

Относительная плотность газа:

где ρ_в = 1,206 кг/м3 – плотность воздуха.

Плотность газовой смеси можно определить и по молярной массе:

Ответ: Δ = 0,78.
Задача 1.3.

Газ относительной плотностью 0,75 при температуре t С и давлении p МПа занимает объем V м³. Определить его объем для стандартных условий и при 20С и атмосферном давлении. Коэффициент сжимаемости принять равным 0,95.

№ вар.	V, м³	t, °С	р, МПа
4.	280	55	1,5

Решение:

Абсолютное давление газа:

Па.

Абсолютная температура газа:

К

Приведение объема газа к нужным параметрам выполняется по следующей зависимости:

м³

Тогда объем для стандартных условий (T₂ = 273,15 (0 °С) и p₂ = 1 атм = 101325 Па)

м³
Объем при 20 °С (T₂ = 273,15 + 20 = 293,15 К) и атмосферном давлении

м³

Ответ: V₀= 3811,49 м³; V₂₀= 4090,56 м³.

Задача 1.4.

62 кг жидкого газа имеет массовый состав: А % пропана, В % бутана, С % пентана. Определить объем газа после его испарения при 0С и атмосферном давлении.

Молярные массы:

пропан 44,097

бутан 58,124

пентан 72,151

№ вар.	А	В	С
4.	73	17	10

Решение:

Если известен массовый состав газовой смеси в процентах, то его средняя молярная масса может быть определена по формуле:

где q₁, q₂, q₃, q_n – массовый состав компонентов смеси в процентах.

Объем газа после испарения:

м³

где 22,41 – объем одного киломоля лютого газа при 0° и атмосферном давлении, м³.
Ответ: V = 28,99 м³.

Задача 1.5.

В вертикальном цилиндрическом резервуаре диаметром d хранится m тонн нефти, плотность которой при 0°С составляет ₀. Определить колебание уровня в резервуаре при колебании температуры нефти от 0°С до t. Расширение резервуара не учитывать. Коэффициент теплового расширения нефти принять равным _Т= 0,00072 1/град.

№ вар.	d, м	₀, кг/м³	t, °С	m, т
4	4	835	29	97

Решение:

Объем нефти в резервуаре:

м³

Увеличение объема нефти при повышении температуры на Δt = t2 – t1:

м³

Колебание уровня нефти в резервуаре:

мм
Ответ: Δh = 193 мм.

Задача 1.6.

Винтовой пресс Рухгольца (рис. 1) для тарировки пружинных манометров работает на масле с коэффициентом сжимаемости _Р = 0,638  10^-9 Па^-1. Определить, на сколько оборотов надо повернуть маховик винта, чтобы поднять давление на р Па, если начальный объём рабочей камеры пресса составляет V, диаметр плунжера d, шаг винта h. Стенки рабочей камеры считать недеформируемыми.

№ вар.	р, Па	V, м³	d, м	h, мм
4	9,2  10⁴	0,624  10^-3	0,024	2

Рис. 1

Решение:

Давление в рабочей камере пресса повышается вследствие уменьшения объема масла при поступательном движении плунжера.

Изменение объема масла ΔV при повышении давления в камере на величину Δp можно найти из выражения для коэффициента объемного сжатия βp.

;

м³

Длина l, на которую должен продвинуться плунжер, равна:

где S – площадь поперечного сечения плунжера.

При этом маховик винта необходимо повернуть на:

об.

Ответ:

об.
Задача 1.7.

В закрытом резервуаре с нефтью плотностью  вакуумметр, установленный на его крышке, показывает Р_В Па (рис. 2). Определить показания манометра Р_М, присоединённого к резервуару на глубине Н от поверхности жидкости.

Рис. 2

№ вар.	, кг/м³	р_в, Па	Н, м
4	855	1,22  10⁴	7

Решение:

Определим давление на свободной поверхности жидкости в закрытом резервуаре. Так как вакуумметр показывает вакуумметрическое давление, то на поверхности жидкости в резервуаре давление тоже будет вакуумметрическое.

Запишем уравнение давления на глубине H от поверхности нефти в резервуаре (в месте установки манометра)

.

Тогда показание манометра составит:

Па =46,51кПа
Ответ:

кПа.
Задача 1.8.

Найти избыточное давление в сосуде А с водой по показаниям многоступенчатого двух жидкостного ртутного манометра (рис. 3). Высоты столбиков ртути равны соответственно h₁, h₂, h₃, h₄, h₅. Плотность воды равна . Плотность ртути _рт.

№ вар.	h₁, см	h₂, см	h₃, см	h₄, см	h₅, см	, кг/м³	_рт, кг/м³
4	85	42	55	44	100	10³	1,36  10³

Рис. 3

Решение:

Так как жидкость находится в равновесии, то давления в точке 1 и в точке 2 равны как давления в точках одного и того же объема однородной покоящейся жидкости, расположенных на одной горизонтали, т. е. p1 = p2. На том же основании p3 = p4, p5 = p6. В то же время избыточное давление:

;

.

Исключив из этих соотношений промежуточные давления p2, p4, p6, получим:

Ответ: p_А = 65,27 кПа.

Задача 1.9.

Определить давление на забое закрытой газовой скважины (рис. 4), если глубина скважины Н, манометрическое давление на устье р_м, плотность природного газа при атмосферном давлении и температуре в скважине (считаемой неизменной по высоте) , атмосферное давление р_А.